Разработка траншеи креплениями — пошаговая технология с установкой опор на каждом этапе

Разработка траншеи с одновременной установкой креплений — это не просто последовательность действий, а чётко регламентированный технологический процесс, от которого напрямую зависят безопасность рабочих, сохранность соседних зданий и соблюдение сроков строительства. Однако многие подрядчики недооценивают важность правильной очерёдности операций: начинают копать раньше, чем подготовлена крепь, или монтируют крепления «на глаз» без учёта типа грунта. Это приводит к обрушениям, травмам и простоям.

Крепление траншей — обязательная часть Проекта производства работ (ППР) согласно СП 45.13330.2017. В соответствии с пунктом 6.1.16 этого свода правил, необходимость временного крепления стенок выемки должна обосновываться в ППР в зависимости от глубины, вида и состояния грунта, гидрогеологических условий и временных нагрузок на бровке. В паспорте крепления, который утверждается главным инженером проекта и специалистом по охране труда, должны быть определены тип крепи (алюминиевая или стальная, камерная или с направляющими), схема установки с привязкой к осям траншеи и расчётные нагрузки на элементы с учётом типа грунта и глубины. Без этого документа любые земляные работы считаются нелегитимными, и при проверке грозят штрафы по статье 9.4 КоАП РФ.

Перед началом работ необходимо определить тип грунта (связный или несвязный, степень водонасыщения) и уровень грунтовых вод (УГВ). Если УГВ оказывается выше проектного дна траншеи, требуется предварительное водопонижение. Также выявляются подземные коммуникации — кабели, газопроводы, водоводы, — при необходимости выполняется шурфление (ручная откопка) для уточнения их расположения.

Давление грунта на стенки крепи возрастает с глубиной: по диаграмме института TBG (приведена в каталоге SBH), на глубине 4 м оно составляет примерно 23 кН/м², а на глубине 6 м — уже 34 кН/м². Эти цифры напрямую влияют на выбор серии крепи и расчётное количество распорок.

На площадке выполняются очистка территории от растительного слоя и мусора, разбивка осей траншеи с закреплением на местности с помощью колышков и обносок, а также обустройство подъездных путей для техники. Обязательно устанавливаются ограждения и предупредительные знаки согласно ГОСТ Р 58758-2019, чтобы исключить доступ посторонних лиц и транспорта в зону производства работ.

Параллельно идёт доставка крепей на объект и входной контроль: проверяется комплектность (щиты, распорки, удлинители, а для серий C‑750/790 — также направляющие и роликовые элементы), осматриваются все элементы на отсутствие деформаций, трещин, коррозии и повреждений замковых соединений. Особое внимание уделяется резьбе винтовых распорок — она должна быть очищена от грязи и смазана. По регламенту SBH, при ежегодном уходе резьбовой механизм остаётся лёгким в работе даже после многих лет эксплуатации.

Метод установки определяется типом грунта. В устойчивых грунтах — глинах, суглинках, плотных песках без грунтовых вод — применяется установка в готовую выемку: траншея разрабатывается на полную глубину, после чего в неё опускается собранная камера. В неустойчивых грунтах — плывунах, водонасыщенных песках, супесях — единственно возможным становится метод задавливания (погружение с одновременным подъёмом грунта), при котором стенки крепи погружаются в грунт поочерёдно с выемкой грунта из внутреннего пространства. Этот метод незаменим там, где предварительная выемка привела бы к обрушению стенок ещё до монтажа ограждения.

Данный метод допустим только при условии, что грунт является хотя бы временно устойчивым — то есть в интервале между началом земляных работ и установкой крепи не происходит существенного обваливания.

Траншея разрабатывается на полную глубину, которая не должна превышать расчётную, указанную в ППР. Ширина по дну назначается с учётом наружного диаметра трубы и технологических зазоров по СП 45.13330, а длина участка ограничивается длиной одной камеры — обычно 2–4 метра. На этом этапе важно не допускать опережающей выемки за пределами будущего крепления, чтобы не спровоцировать обрушение незащищённых стенок.

Параллельно с разработкой грунта на поверхности выполняется сборка камеры: стенки соединяются с распорками с помощью пальцев и шплинтов (у SBH это быстросъёмные соединения, не требующие сварки и болтов), распорки регулируются под проектную ширину траншеи, при необходимости устанавливаются удлинители — до шести штук по 0,5 метра, которые комбинируются под нужную рабочую ширину.

После сборки камера опускается в траншею краном или экскаватором за строповочные проушины, предусмотренные на верхней кромке стенок. Затем выверяется её вертикальность — отклонение не должно превышать 2°, в противном случае камеру извлекают и устанавливают заново.

Затем винтовые распорки дожимаются до плотного контакта со стенками, проверяется прилегание щитов по всей высоте — зазоры между грунтом и щитом недопустимы. Убеждаются, что верхняя кромка крепи выступает над бровкой не менее чем на 15 см — это требование СП 45.13330, обеспечивающее защиту от осыпания грунта сверху.

В условиях неустойчивого грунта камеру устанавливают поочерёдным нажатием на каждую из двух сторон с одновременным подъёмом грунта. Этот процесс требует синхронизации работы экскаватора и контроля каждого цикла.

Начинают с предварительной срезки грунта на глубину не более 0,5–1,0 метра (или на длину камеры, если она меньше). Это создаёт временную устойчивость стенок до начала задавливания. Более глубокая выемка не допускается, так как грунт может обрушиться до установки крепи.

В эту выемку опускается собранная основная камера с отрегулированными распорками; для крепей с направляющими (C‑750/790) сначала устанавливаются направляющие балки, затем стенки. Камера выставляется строго по оси траншеи.

Дальнейшее погружение осуществляется экскаватором, который поочерёдно надавливает ковшом на усиленные верхние грани стенок. За один цикл стенка опускается не более чем на 0,5 метра, а угол вращения распорок не должен превышать ±8° — эти параметры регламентированы каталогом SBH. После каждого нажатия из внутреннего пространства выбирается грунт до уровня нижней кромки стенок. Оптимально, чтобы каждое погружение было минимальным, и циклы повторялись до достижения проектной глубины.

Если проектная глубина превышает высоту основной стенки (2,4 метра для серий C-300, C‑600, C‑750 и C‑790), сверху устанавливаются удлиняющие стенки высотой 1,4 метра, которые крепятся к основной камере через муфты и пальцы, после чего задавливание продолжается. Таким образом можно достичь глубины до 6 метров (C‑790 и C-600) или до 8 метров (C‑750).

В процессе постоянно контролируются вертикальность (отклонение не более 2°) и отсутствие перекосов — при перекосе более 3° камера подлежит извлечению и повторной установке. Также ведётся мониторинг притока воды и выноса грунта; при появлении этих признаков усиливается водопонижение или выполняется тампонаж цементным раствором. Важно помнить, что во время задавливания и монтажа нахождение людей в траншее категорически запрещено — все операции выполняются с поверхности экскаватором.

Крепи с направляющими имеют принципиальные различия, которые важно учитывать при выборе и монтаже. Серия C‑750 оснащена двойными направляющими и рассчитана на глубину до 8 метров, при этом регулируемый просвет под нижней распоркой достигает 3,7 метра, что позволяет укладывать трубы диаметром от 800 мм и более. Серия C‑790 имеет одиночные направляющие, её максимальная глубина — 6 метров, а просвет под распоркой — до 2,7 метра, что делает её оптимальной для труб от 700 мм. Высота стенок у обеих серий одинакова: основная стенка 2,4 метра плюс удлиняющие по 1,4 метра.

Роликовая распорка в таких системах перемещается по направляющим вертикально. При укладке трубы распорка поднимается в верхнее положение, освобождая проём для опускания трубы, а после укладки опускается вниз для фиксации стенок при обратной засыпке. Это ключевое отличие от камерных крепей: в C‑750/790 каждый элемент крепи опускается и поднимается индивидуально, ширина остаётся неизменной, а силы трения при извлечении значительно ниже — по расчётам каталога SBH, на 40–60% меньше, чем у камерных систем.

Выемка грунта ведётся только внутри установленной крепи, опережающая разработка за пределами защищённой зоны запрещена. Экскаватор выбирает грунт из-под защиты щитов, а при методе задавливания — после каждого цикла погружения. Проектная отметка дна достигается постепенно, с синхронизацией с погружением крепи, и не допускается превышение глубины выемки над нижней кромкой крепи. Водопонижение, если оно требуется, должно работать непрерывно, чтобы уровень грунтовых вод оставался ниже дна траншеи не менее чем на 0,5 метра.

Перед укладкой трубы дно траншеи выравнивается, при необходимости устраивается песчаная подушка толщиной 10–15 см. Труба опускается краном или трубоукладчиком; для C‑750/790 перед этим роликовая распорка поднимается, освобождая проём. После стыковки секций (сваркой, муфтами или раструбами) выполняется обратная засыпка — послойно, слоями по 0,3–0,5 метра с трамбовкой. Особое внимание уделяется засыпке пазух между стенкой крепи и трубой, чтобы не допустить смещения трубы и повреждения изоляции. Засыпка ведётся с обеих сторон трубы одновременно, чтобы избежать её сдвига.

Демонтаж крепи начинается только после того, как выполнена обратная засыпка траншеи на соответствующую высоту. Весь процесс идёт снизу вверх, синхронно с подъёмом уровня засыпки. Это принципиальное требование: нельзя извлекать крепь из полностью открытой траншеи, так как грунт может обрушиться.
Порядок демонтажа зависит от типа крепи:

• Для камерных крепей (C‑300, C‑600): сначала последовательно ослабляются и снимаются нижние распорки, затем — вышележащие. После этого стенки теряют жёсткость и извлекаются по отдельности.
• Для крепей с направляющими (C‑750, C‑790): сначала роликовая распорка поднимается в верхнее положение, освобождая стенки, и только затем извлекаются сами стенки.

При этом засыпка должна выполняться послойно, с трамбовкой каждого слоя, чтобы избежать просадок грунта после извлечения крепи. Демонтаж всегда ведётся по схеме, утверждённой в ППР, и под контролем прораба или мастера.

Стенки крепи извлекаются из траншеи экскаватором с использованием строповочных проушин, которые предусмотрены конструкцией каждой секции. Экскаватор захватывает щит за проушины и поднимает его вертикально вверх. Однако здесь важно учитывать, что силы трения между стенкой и грунтом могут быть значительными. По расчётам, приведённым в каталоге SBH, для камерных крепей сила вытягивания на глубине 4 м может достигать 161 кН, что соответствует примерно 16 тоннам. Именно поэтому для извлечения требуется экскаватор соответствующей мощности — как правило, массой не менее 20–30 тонн.
При затруднённом извлечении (например, когда щит «прихватило» грунтом) допускается использование рывка — кратковременного динамического усилия, которое позволяет преодолеть пиковое сопротивление. Однако рывок должен быть контролируемым, чтобы не повредить ни сам щит, ни строповочные проушины. В случае с крепями, оснащёнными направляющими, извлечение происходит легче, так как роликовая распорка предварительно поднимается, уменьшая трение между стенкой и направляющей. После извлечения каждого щита его сразу же очищают от налипшего грунта, чтобы облегчить последующие операции.

После того как все элементы крепи извлечены, начинается этап очистки и подготовки к хранению или отправке на следующий объект. Этот этап включает следующие операции:

• Щиты тщательно очищаются от остатков грунта, особенно в замковых соединениях и на резьбовых частях распорок.
• Проверяется состояние резьбы винтовых распорок — она должна быть чистой, без задиров и коррозии. При загрязнении резьбу очищают металлической щёткой и смазывают консистентной смазкой.
• Осматриваются строповочные проушины и замковые соединения на предмет деформаций или трещин. При обнаружении повреждений элементы отправляются в ремонт или заменяются.
• После очистки и проверки крепь складируется в штабели (щиты укладываются друг на друга, распорки и удлинители — отдельно) либо сразу грузится для отправки на следующий объект.

Важно, чтобы хранение осуществлялось на сухой ровной площадке, исключающей деформацию элементов.

На всех этапах прораб или мастер проверяют вертикальность стенок, плотность прилегания щитов к грунту, затяжку распорок и отсутствие деформаций. При глубине более 3 метров и расстоянии до зданий менее 2 метров обязателен геодезический мониторинг осадок фундаментов — измерения проводятся до начала работ, ежедневно в процессе и после завершения.
Строго запрещено:

• нахождение людей в траншее во время задавливания и монтажа;
• разработка грунта за пределами установленной крепи;
• превышение глубины выемки над нижней кромкой крепи.

При обнаружении прорыва воды или появления газа работы немедленно прекращаются, организуется эвакуация, затем выполняется тампонаж.

Разработка траншеи с установкой креплений — это синхронизированный процесс, где каждый этап имеет свои технические требования. Ключевые правила можно сформулировать так: никогда не копать глубже, чем позволяет крепь; при задавливании погружать стенки не более чем на 0,5 метра за цикл; контролировать вертикальность и зазоры на каждом этапе; демонтировать крепь только по мере обратной засыпки. Доверить разработку паспорта крепления и шеф-монтаж специалистам «Крепи.Про» — значит гарантировать безопасность и избежать штрафов.
Компания «Крепи.Про» предлагает не только аренду сертифицированных инвентарных крепей SBH, но и полное инженерное сопровождение: разработку паспорта крепления, консультацию по выбору метода монтажа, шеф-монтаж и демонтаж на объекте. Если вы не знаете, с чего начать, заполните анкету на сайте — инженер рассчитает параметры траншеи, подберёт оптимальную серию крепи и составит пошаговую технологическую карту под ваш объект.